一种由废弃油脂制备环保氯代增塑剂的方法及产品技术

本发明专利技术公开了一种由废弃油脂制备环保氯代增塑剂的方法，包括：以废弃油脂为原料，与甲醇进行酯化和酯交换，得到主要含饱和脂肪酸甲酯的高凝点脂肪酸甲酯；高凝点饱和脂肪酸甲酯在催化剂作用下通入氯气，后处理得到氯代脂肪酸甲酯。利用本发明专利技术的方法制备的环保氯代脂肪酸甲酯增塑剂具有塑化效果好、PVC制品不易出油、凝点低、价廉物美等优点。该方法制备工艺简单，适于工业化生产。

A method and product for preparation of environmentally friendly chlorinated plasticizers from waste oils and fats

【技术实现步骤摘要】
一种由废弃油脂制备环保氯代增塑剂的方法及产品
本专利技术涉及精细有机化工产品增塑剂的制备方法，特别涉及一种由废弃油脂制备环保氯代增塑剂的制备方法及产品。
技术介绍
我们是个人口大国，油脂消耗量多，每年要消耗大量的油脂，特别是植物油如大豆油、花生油、棕榈油、菜籽油等，是主要的大豆油进口国。但与此同时会产生的较多的餐饮废弃油脂。据统计，中国每年三四百万的餐饮废油、潲水油、地沟油产生，如若不能回收利用，将可能重新流回餐桌，给人们的身体健康带来威胁。无毒环保类的增塑剂主要是环氧类，包括环氧植物油和环氧脂肪酸酯等，但是植物油脂中的饱和成分不能被环氧，对聚氯乙烯的塑化没有效果，相反会影响增塑剂和聚氯乙烯的相容性，出油率大大增加。
技术实现思路
本专利技术提供了一种能够实现废弃油脂综合利用的生物质环保氯代增塑剂的制备方法。本专利技术同时提供了一种由废弃油脂制备得到的氯代脂肪酸甲酯增塑剂，该增塑剂与聚氯乙烯的相容性好、不易出油，价廉物美，具有很高的性价比。一种由废弃油脂制备环保氯代增塑剂的方法，包括：以废弃油脂为原料，与甲醇进行酯化和酯交换或者与甲醇直接进行酯交换，得到主要含饱和脂肪酸甲酯的高凝点脂肪酸甲酯；高凝点饱和脂肪酸甲酯在催化剂作用下通入氯气，后处理得到氯代脂肪酸甲酯。本专利技术充分利用废油脂中的游离的饱和脂肪酸或者高凝点的饱和脂肪酸甘油酯，首先将游离的高凝点的饱和脂肪酸或者主要含有饱和脂肪酸的脂肪酸与甲醇进行酯化，然后再利用酯交换，将饱和脂肪酸甘油酯或者主要含有饱和脂肪酸甘油酯的甘油酯转换为甲酯。然后经过氯代，得到氯代脂肪酸甲酯。由于饱和脂肪酸或饱和脂肪酸甘油酯的凝点相对较高，所以满足凝点要求的废油脂，可以直接进行酯化和酯交换，或者当收集的废油脂中酸值低于要求值(1.5mgKOH/g或者1.5mgKOH/g以下)时，可以不经酯化反应直接进行酯交换反应。当废弃油脂凝点不满足要求时，可以通过如下两种方法，首先得到高凝点脂肪酸甲酯，然后再进行后续的氯化反应：第一种方法，在酯化前利用冷冻分提去除废弃油脂初始料中的低凝点废弃油脂，得到高凝点废弃油脂原料，利用该高凝点废弃油脂与甲醇进行酯化和酯交换或者直接与甲醇进行酯交换，去除甲醇，得到所述的高凝点脂肪酸甲酯；或者，采用第二种方法，直接利用废弃油脂初始料与甲醇进行酯化和酯交换，得到粗脂肪酸甲酯，精馏得到所述的高凝点脂肪酸甲酯。所述设定值或者要求值为1～2mgKOH/g。本专利技术中，当得到的废弃油脂或者经过冷冻分提后的废弃油脂的酸值低于1.5mgKOH/g时，可以直接进行酯交换反应。大多数直接得到的废弃油脂其酸值远远高于1.5mgKOH/g。作为优选，废弃油脂或者冷冻分提后的废弃油脂的酸值为5～150KOH/g，此时通过甲醇的酯化反应，将废油脂的酸值降低至1.5mgKOH/g或1.5mgKOH/g以下。作为进一步细化，两种方法分别为：第一种方法，所述高凝点脂肪酸甲酯，由如下方法得到：将废弃油脂初始料除去非油杂质，进行冷冻分提，去除低凝点废弃油脂，得到高凝点废弃油脂；向高凝点废弃油脂加入甲醇和酸催化剂，进行酯化反应，将酸值降到1.5mgKOH/g或者1.5mgKOH/g以下，除去酸催化剂；再加入碱催化剂和甲醇，酯交换后得到粗脂肪酸甲酯(当冷冻分提后的废弃油脂初始料满足酸值要求时，可以直接进行酯交换反应)，去除甲醇和甘油酯，后得到所述的高凝点脂肪酸甲酯。第二种方法，所述高凝点脂肪酸甲酯，由如下方法得到：将废弃油脂初始料除去非油杂质，加入甲醇和酸催化剂，进行酯化反应，将酸值降到1.5mgKOH/g或1.5mgKOH/g以下，除去酸催化剂；再加入碱催化剂和甲醇，酯交换后得到粗脂肪酸甲酯(当除去非油杂质的废弃油脂初始料满足酸值要求时，可以直接进行酯交换反应)，去除甲醇，精馏得到目标馏分：高凝点脂肪酸甲酯。作为优选，所述的由废弃油脂制备氯代脂肪酸甲酯增塑剂的方法包括如下步骤：(1)将废弃油脂初始料去除水和其他非油性杂质后，冷冻分提：先升温搅拌，将所有油脂融化，然后降温进行冷冻，压滤后得到高凝点的废弃油脂，低凝点的废弃油脂另做他用；(2)高凝点废弃油脂加入一定量的甲醇和酸催化剂，进行酯化反应，将酸值降到设定值以下(比如设定值为1.5mgKOH/g)，除去酸催化剂；(3)再加入一定量的碱催化剂和甲醇，进行酯交换反应，得到粗脂肪酸甲酯，真空蒸馏后得到高凝点脂肪酸甲酯。(4)在得到的高凝点脂肪酸甲酯中加入催化剂，通入氯气，得到最终产品氯代脂肪酸甲酯。或者包含以下步骤：(1)将废弃油脂初始料除去非油杂质，加入一定量的甲醇和酸催化剂，进行酯化反应，将酸值降到设定值(比如设定值为1.5mgKOH/g)，除去酸催化剂；(2)再加入一定量的碱催化剂和甲醇，酯交换后得到粗脂肪酸甲酯；(3)真空精馏，将饱和甲酯成分切割出来，得到所述的高凝点脂肪酸甲酯；(4)在得到的高凝点脂肪酸甲酯中加入催化剂，通入氯气，得到最终产品氯代脂肪酸甲酯。上述步骤(3)中，精馏得到的低凝点饱和脂肪酸甲酯可以直接进行环氧化反应，得到环氧增塑剂。从操作简易程度以及能量消耗大小来看，作为优选，我们采用第一种方法制备所述的高凝点脂肪酸甲酯。采用第一种方法，不需要进行后续的精馏操作，操作更加简单，能耗成本更低。一种由废弃油脂制备氯代脂肪酸甲酯增塑剂的方法，包括：向由废弃油脂制备的高凝点的脂肪酸甲酯中加入催化剂或者进行紫外光照，加热通入氯气进行氯代反应，取样测试中间产物密度，密度合格后停止通氯反应，再进行脱除残留和氯气和生产的氯化氢气体操作，再加入稳定剂，得到氯代脂肪酸甲酯产品。对于上述密度值的确定，可以根据需要确定，本专利技术中，作为优选，所述密度值为1～1.5g/cm3。本专利技术的高凝点脂肪酸甲酯，凝点5℃～40℃，可以由废弃油脂冷冻分提得到高凝点废弃油脂，然后和甲醇反应得到高凝低碘值的脂肪酸甲酯，也可由废弃油脂和甲醇反应得到粗脂肪酸甲酯后，进行真空蒸馏，切割得到饱和脂肪酸甲酯部分。本专利技术在废弃油脂的处理利用上，将其中对环氧无贡献的饱和脂肪酸甲酯部分分离出来，这部分原料可得到性能指标优良的产品，低凝点不饱和甲酯部分不适合做氯代增塑剂的原料，另做他用，更好地充分综合利用了废弃油脂资源。本专利技术中，所述废弃油脂初始料或者废弃油脂选自餐饮废油、泔水油、地沟油中的一种或者多种，当然也可以是上述餐饮废油、潲水油、泔水油、地沟油中的一种或者多种经过初步处理的废弃油脂，比如可以除去非油性杂质后的废弃油脂。可以是玉米油、大豆油、花生油、棕榈油、菜籽油、茶油、各种组成的调和油等中的一种产生的废油脂，也可以是大豆油、花生油、棕榈油、菜籽油中两种或者两种以上产生的餐饮废油、泔水油、地沟油，当然也可以是他们独自产生的餐饮废油、泔水油、地沟油的多种混合物。常见的废弃油脂中含有大量的甘油酸酯，其中酸链部分多为长链脂肪酸，包含少部分的C12，C14，C16，C18，C20，以C16～C18含量最多。作为优选，本专利技术的所述由废弃油脂制得的高凝点脂肪酸甲酯主要含有少量C12，C14，C18的饱和脂肪酸链，及大部分C16成分的饱和脂肪酸链。本专利技术所用的高凝点脂肪酸甲酯中还可能含有少量的不饱和脂肪酸甲酯。由本专利技术得到的高凝点脂肪酸甲酯一部分来自原始废弃油脂中游离的脂肪酸与甲醇的酯化反应，另本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由废弃油脂制备环保氯代增塑剂的方法，其特征在于，包括：以废弃油脂为原料，与甲醇进行酯化和酯交换或者与甲醇直接进行酯交换，得到主要含饱和脂肪酸甲酯的高凝点脂肪酸甲酯；高凝点饱和脂肪酸甲酯在催化剂作用下通入氯气，后处理得到氯代脂肪酸甲酯。

【技术特征摘要】
1.一种由废弃油脂制备环保氯代增塑剂的方法，其特征在于，包括：以废弃油脂为原料，与甲醇进行酯化和酯交换或者与甲醇直接进行酯交换，得到主要含饱和脂肪酸甲酯的高凝点脂肪酸甲酯；高凝点饱和脂肪酸甲酯在催化剂作用下通入氯气，后处理得到氯代脂肪酸甲酯。2.根据权利要求1所述的由废弃油脂制备环保氯代增塑剂的方法，其特征在于：在酯化前利用冷冻分提去除废弃油脂中的低凝点废弃油脂，得到高凝点废弃油脂原料，利用该高凝点废弃油脂与甲醇进行酯化和酯交换或者直接与甲醇进行酯交换，去除甲醇和甘油，得到所述的高凝点脂肪酸甲酯；或者，直接利用废弃油脂与甲醇进行酯化和酯交换或者直接与甲醇进行酯交换，得到粗脂肪酸甲酯，精馏得到所述的高凝点脂肪酸甲酯。3.根据权利要求1所述的由废弃油脂制备环保氯代增塑剂的方法，其特征在于，所述高凝点脂肪酸甲酯，由如下方法得到：将废弃油脂进行冷冻分提，去除低凝点废弃油脂，得到高凝点废弃油脂；向高凝点废弃油脂加入甲醇和酸催化剂，进行酯化反应，将酸值降到设定值I以下，除去酸催化剂；再加入碱催化剂和甲醇，酯交换后得到粗脂肪酸甲酯，去除甲醇和甘油，得到所述的高凝点脂肪酸甲酯；或者，所述高凝点脂肪酸甲酯，由如下方法得到：向废弃油脂中加入甲醇和酸催化剂，进行酯化反应，将酸值降到设定值II以下，除去酸催化剂；再加入碱催化剂和甲醇，酯交换后得到粗脂肪酸甲酯，精馏得到高凝点脂肪酸甲酯。4.根据权利要求2所述的由废弃油脂制备环保氯代增塑剂的方法，其特征在于，所述冷冻分提温度为-10℃～20℃。5.根据权利要求2所述的由废弃油脂制备环保氯代...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅俊红，
申请(专利权)人：福建省明洲环保发展有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35